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電機控制器的重要組成及未來市場趨勢分析

文章出處:網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時間:2018-01-11 11:12:00【

  電機控制器作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉(zhuǎn)換單元,是電機驅(qū)動及控制系統(tǒng)的核心,主要包含IGBT功率半導(dǎo)體模塊及其關(guān)聯(lián)電路等硬件部分以及電機控制算法及邏輯保護等軟件部分。

  電機驅(qū)動控制系統(tǒng)(包括驅(qū)動電機和電機控制器)是新能源汽車車輛行使中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu),控制和驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)。

 

外掛電機控制器

 

  一般來講,電機控制器的主要由如下幾部分組成:

  1、電子控制模塊(ElectronicController)包括硬件電路和相應(yīng)的控制軟件。硬件電路主要包括微處理器及其最小系統(tǒng)、對電機電流,電壓,轉(zhuǎn)速,溫度等狀態(tài)的監(jiān)測電路、各種硬件保護電路,以及與整車控制器、電池管理系統(tǒng)等外部控制單元數(shù)據(jù)交互的通信電路??刂栖浖鶕?jù)不同類型電機的特點實現(xiàn)相應(yīng)的控制算法。

  2、驅(qū)動器(Driver)將微控制器對電機的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動功率變換器的驅(qū)動信號,并實現(xiàn)功率信號和控制信號的隔離。

  3、功率變換模塊(PowerConverter )對電機電流進行控制。電動汽車經(jīng)常使用的功率器件有大功率晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、功率場效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管以及智能功率模塊等。

  目前,電動汽車電機控制器多采用三相全橋電壓型逆變電路拓?fù)?,部分產(chǎn)品前置雙向DC/DC變換器,以增大電機端輸入交流電壓,提升高轉(zhuǎn)速下的輸出功率,降低電機設(shè)計與生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)控制器中直流支撐電容器體積龐大、耐高溫性能較差。為減小直流支撐電容器體積甚至取消直流支撐電容器,新型變換器電路拓?fù)浜涂刂品椒ǔ蔀殡妱悠噾?yīng)用研究的新熱點,但尚處于實踐探索階段。目前電動汽車用變流器的研發(fā)重點仍然多集中在電力電子集成方面。

  綜合技術(shù)和市場趨勢分析,未來,車用驅(qū)動電機系統(tǒng)的三個技術(shù)發(fā)展方向是永磁化、數(shù)字化和集成化。

  1、永磁化指永磁電機具有功率密度和轉(zhuǎn)矩密度高、效率高、便于維護的優(yōu)點。目前電機永磁化趨勢正凸顯,一覽眾咨詢數(shù)據(jù)顯示,永磁同步電機在我國新能源汽車中的使用占比已超過90%。

  2、數(shù)字化包括驅(qū)動控制的數(shù)字化、驅(qū)動到數(shù)控系統(tǒng)接口的數(shù)字化和測量單元數(shù)字化。用軟件最大程度地代替硬件,具有保護、故障監(jiān)控、自診斷等其他功能。

  3、集成化主要體現(xiàn)在兩個方面:1)電機方面:電機與發(fā)動機總成、電機與變速箱總成的集成化;2)控制器方面:電力電子總成(功率器件、驅(qū)動、控制、傳感器、電源等)的集成化。未來把電機、減速機、控制器一體化,是一種趨勢,不僅減小了體積,更使得產(chǎn)品更加標(biāo)準(zhǔn)化。

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